UDP双向通信

标签：UDP 双向通信 sockfd 服务器接字 include servaddr 客户端

UDP的双向通信

双向交替通信（Alternating Bidirectional Communication）：在这种方式下，通过约定一方作为发送方，一方作为接收方，双方交替发送和接收数据。例如，一方发送数据报给另一方，然后等待对方的回应，对方接收数据报后进行处理，然后发送回应给发送方，交替进行下去。

UDP 客户端-服务器通信代码说明

概述

本文档提供了用 C 语言编写的简单 UDP 客户端-服务器通信系统的概览和使用说明。服务器接收来自客户端的消息，允许用户输入响应，并将其发送回客户端。客户端向服务器发送消息并显示服务器的响应。

服务器代码

服务器代码设置了一个 UDP 套接字，绑定到指定端口，并监听来自客户端的消息。收到消息后，它会提示用户输入回复，然后将回复发送回客户端。

客户端代码

客户端代码建立了一个 UDP 套接字，并向服务器的 IP 地址和端口发送消息。然后，它等待服务器的响应并将其打印出来。

限制和改进

限制：

阻塞 I/O：客户端和服务器都使用阻塞 I/O 操作（recvfrom 和 sendto）。这意味着服务器一次只能处理一个客户端，客户端必须等待服务器的响应才能继续。
无并发处理：服务器不支持同时处理多个客户端，这限制了其可扩展性。
硬编码值：IP 地址和端口被硬编码，这降低了灵活性和可重用性。
缺乏错误处理：网络操作几乎没有错误处理，可能导致崩溃或未定义的行为。
安全性：代码没有实现任何加密或认证，使其容易受到拦截和未经授权的访问。

改进：

非阻塞 I/O 或多线程：实现非阻塞 I/O 或使用多线程同时处理多个客户端。
配置文件：使用配置文件或命令行参数来指定 IP 地址和端口。
健壮的错误处理：添加全面的错误处理，以优雅地管理网络错误。
安全增强：集成加密（如 TLS）和认证机制来保护通信。
用户界面：为服务器开发一个用户友好的界面，以更有效地管理收到的消息和回复。

使用说明

编译：服务端**gcc UDP_server.c -o server** 客户端 **gcc UDP_client.c -o client**
首先运行服务器程序，确保它正在监听传入的消息。
执行客户端程序，向服务器发送消息并接收回复。
本次所写的代码只能实现1:1的回复。

相关代码

服务端代码

初始化变量：定义套接字描述符 sockfd，缓冲区 buffer 和 reply，以及服务器和客户端的地址结构 servaddr 和 cliaddr。
创建套接字：调用 socket() 函数创建一个 UDP 套接字。
设置服务器地址：将服务器地址结构 servaddr 清零，并设置地址族为 IPv4 (AF_INET)，IP 地址设置为 INADDR_ANY（接受任何来自本机的 IP 地址），端口号设置为 PORT。
绑定套接字：使用 bind() 函数将 sockfd 绑定到服务器的 IP 地址和端口号。
处理客户端消息：进入一个无限循环，使用 recvfrom() 函数接收来自客户端的消息，并将其存储在 buffer 中。
获取并发送回复：提示用户输入回复消息，使用 fgets() 从标准输入读取字符串，然后使用 sendto() 函数将回复发送给客户端。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>

#define PORT 12345
#define MAXLINE 1024

int main() {
    int sockfd;
    char buffer[MAXLINE];
    char reply[MAXLINE];
    struct sockaddr_in servaddr, cliaddr;

    // 创建UDP套接字
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (sockfd < 0) {
        perror("socket creation failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
    memset(&cliaddr, 0, sizeof(cliaddr));

    // 填充服务器信息
    servaddr.sin_family = AF_INET; // IPv4
    servaddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    servaddr.sin_port = htons(PORT);

    // 绑定套接字与地址
    if (bind(sockfd, (const struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0) {
        perror("bind failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    while (1) {
        socklen_t len = sizeof(cliaddr);
        int n = recvfrom(sockfd, buffer, MAXLINE, 0, (struct sockaddr *) &cliaddr, &len);
        buffer[n] = '\0'; // null terminate
        printf("Client's message: %s\n", buffer);

        // 获取服务器的回复
        printf("Enter reply message: ");
        fgets(reply, MAXLINE, stdin);

        // 移除换行符
        reply[strcspn(reply, "\n")] = 0;

        // 回复客户端
        sendto(sockfd, reply, strlen(reply), 0, (struct sockaddr *) &cliaddr, len);
        printf("Reply sent to client.\n");
    }

    // 关闭套接字
    close(sockfd);
    return 0;
}

客户端代码

初始化变量：定义套接字描述符 sockfd，发送和接收缓冲区 sendline 和 recvline，以及服务器地址结构 servaddr。
创建套接字：调用 socket() 函数创建一个 UDP 套接字。
设置服务器地址：将服务器地址结构 servaddr 清零，并设置地址族为 IPv4 (AF_INET)，服务器 IP 地址和端口号。
发送和接收消息：进入一个无限循环，使用 fgets() 函数从标准输入获取消息，然后使用 sendto() 函数发送消息给服务器。之后，使用 recvfrom() 函数接收服务器的回复。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

#define SERVER_PORT 12345
#define SERVER_IP "127.0.0.1"
#define MAXLINE 1024

int main() {
    int sockfd;
    struct sockaddr_in servaddr;
    char sendline[MAXLINE], recvline[MAXLINE + 1];
    socklen_t len;

    // 创建UDP套接字
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (sockfd < 0) {
        perror("socket creation failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));

    // 填充服务器信息
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_port = htons(SERVER_PORT);
    servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP);

    while (1) {
        printf("Enter the message to send: ");
        fgets(sendline, MAXLINE, stdin);

        // 发送消息给服务器
        sendto(sockfd, sendline, strlen(sendline), 0, (struct sockaddr *) &servaddr, sizeof(servaddr));

        // 接收服务器的回复
        len = sizeof(servaddr);
        int n = recvfrom(sockfd, recvline, MAXLINE, 0, (struct sockaddr *) &servaddr, &len);
        recvline[n] = '\0'; // null terminate
        printf("Server's reply: %s\n", recvline);
    }

    // 关闭套接字
    close(sockfd);
    return 0;
}

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From： https://www.cnblogs.com/banon/p/18241044